DE2524751A1 - COLUMN FOR HIGH PRESSURE LIQUID CHROMATOGRAPHY - Google Patents
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Description
RTEDEL-DE HAEN AKTIENGESELLSCHAFT . . ty r ο / Π CRTEDEL-DE HAEN AKTIENGESELLSCHAFT. . ty r ο / Π C
Seelze - HannoverSeelze - Hanover
Aktenzeichen: HOE 75/D 002 - Dr.KO/a Datum: 22. Mai 1975 File number: HOE 75 / D 002 - Dr.KO / a Date: May 22, 1975
Säule für die Hochdruckflüssigchromatographie Column for high pressure liquid chromatography «f-HPLC)«F-HPLC)
Die Erfindung betrifft eine Säule für die Hochdruckflüssigchromatographie (HPLC) bestehend aus einer mit Sorptionsmittel gefüllten Glassäule, die unter Einhaltung· eines Zwischenraumes konzentrisch von einer Druckhülle umgeben wird, wobei der Zwischenraum zwischen Glassäule und Druckhülle an den beiden Enden der Glassäule abgedichtet und mit dem gleichen Medium gefüllt ist, das das Innere der Glassäule durchströmt, und unter dem gleichen Druck steht, wie er am Eingang der Glas— säule vorliegt.The invention relates to a column for high pressure liquid chromatography (HPLC) consisting of a glass column filled with sorbent, which while maintaining a gap is concentrically surrounded by a pressure envelope, the space between the glass column and pressure envelope on the two Ends of the glass column is sealed and filled with the same medium that flows through the interior of the glass column, and is under the same pressure as it is at the entrance of the glass column.
Im DT-GM 7 146 039 ist eine Trennsäule dieser Art beschrieben, bei der sich der Zwischenraum zwischen einer Stahlsäule und einer Glassäule über einen Ring aus porösem Material mit Fließmittel füllt, nämlich mit dem Medium, das das Innere der Glassäule durchströmt. Die Abdichtung erfolgt am unteren Ende durch eine Flachdichtung aus elastischem Material, an die die Glassäule mit ihrer endständigen Fläche angepreßt wird. Die gewählte Anordnung beinhaltet jedoch, daß bei Inbetriebnahme der Säule das im Zwischenraum enthaltene Gas dort verbleibt. Durch die Kompressibilität des Gases kommt es bei Druckschwankungen während des Chromatographievorganges (insbesondere An- und Abstellen des Gerätes und Probeaufgabe) zu einem Stoffaustausch zwischen der Probenaufgabe stelle und dem Zwischenraum. Führen solche Stoffaustauschvorgänge zu Probenverlusten in den Zwischenraum hinein, so werden diese Substanzmengen zu einem späteren Zeitpunkt von der Säule eluiert und führen unter Umständen zu gesonderten Peaks;. Eine quaIi-In DT-GM 7 146 039 a separation column of this type is described, in which the space between a steel column and a glass column is formed by a ring made of porous material Flux fills, namely with the medium that flows through the interior of the glass column. The seal is made at the bottom End through a flat gasket made of elastic material, against which the glass column is pressed with its end face. However, the chosen arrangement means that when the column is started up, the gas contained in the space remains there. Due to the compressibility of the gas, pressure fluctuations during the chromatography process (especially Turning the device on and off and sample application) to a material exchange between the sample application and the space in between. Carry out such mass transfer processes If the sample is lost into the gap, these substance quantities will be eluted from the column at a later point in time and may lead to separate peaks. A quaI-
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tative und quantitative Analyse wird durch solche Memory-Effekte verfälscht. Solche Stoffaustauschvorgänge können insbesondere zu Störungen des Gradientenprofils bei Gradientenelution führen.Tative and quantitative analysis is made possible by such memory effects falsified. Such mass transfer processes can in particular lead to disturbances of the gradient profile during gradient elution.
In der DOS 23 29 286 ist eine Trennsäule beschrieben, die diese Nachteile dadurch vermeidet, daß der Zwischenraum zwischen Druckhülle und Glassäule nicht direkt mit der Fließmittelzuführung zur Glassäule in Verbindung steht, sondern über eine getrennte Zuleitung mit Fließmittel gefüllt werden kann. Allerdings ist bei dieser Ausführung erforderlich den Zwischenraum auch an der Eingangsseite mit elastischem Material abzudichten, an das die Glassäule mit ihrer endständigen Fläche angepreßt wird. Diese A sführung hat den Nachteil, daß die Glassäule in ihrer Länge präzise (max· Toleranz 0,2 ram) auf die Maße der Druckhülle abgestimmt sein muß, weil elastische 0-Ringe bei den in Betracht kommenden Drucken von 300 bis 500 bar größere Toleranzen nicht ausgleichen können bzw. den chromatographischen Anforderungen in chemischer Hinsicht nicht entsprechen.In the DOS 23 29 286 a separation column is described that this Disadvantages are avoided by the fact that the space between the pressure envelope and the glass column is not directly connected to the fluid supply is connected to the glass column, but can be filled with fluid via a separate supply line. However it is necessary with this design to seal the gap on the entrance side with elastic material, to which the glass column is pressed with its terminal surface. This A sführung has the disadvantage that the glass column in their length precisely (max · tolerance 0.2 ram) to the dimensions of the Pressure envelope must be matched because elastic O-rings have greater tolerances for the pressures of 300 to 500 bar that are considered cannot compensate or do not meet the chromatographic requirements from a chemical point of view.
Demgegenüber wurde nun eine Vorrichtung gefunden, bei der diese Nachteile vermieden werden. Diese Säule für die Hochdruckflüs— sigchroraatographie (HPLC) besteht aus einer mit Sorptionsmittel gefüllten Glassäule, die unter Einhaltung eines Zwischenraumes konzentrisch von einer Druckhülle umgeben wird, wobei der Zwischenraum zwischen Glassäule und Druckhülle an den beiden Enden ' der Glassäule abgedichtet und mit dem gleichen Material gefüllt ist, das das Innere der Glassäule durchströmt, und unter dem gleichen Druck steht, wie er am Eingang der Glassäule vorliegt, wobei der Zwischenraum zwischen Glassäule und Druckhülle durch Dichtungen abgedichtet wird, die die Glassäule stopfbuchsartig umschließen .In contrast, a device has now been found in which these disadvantages are avoided. This column for the high pressure flu- sigchroraatographie (HPLC) consists of a glass column filled with sorbent, which, while maintaining a gap is concentrically surrounded by a pressure envelope, the space in between sealed between the glass column and the pressure envelope at the two ends of the glass column and filled with the same material which flows through the interior of the glass column and is under the same pressure as it is at the entrance of the glass column, wherein the space between the glass column and the pressure envelope is sealed by seals, which the glass column like a stuffing box enclose.
Bei einer derartigen Anordnung sind Abweichungen von dem auf die Druckhülle abgestimmten Soll—Längenwert der Glassäule von 1 — 10 mm insbesondere von + 1,5 mm wie sie bei Fabrikaten verschiedener Herkunft durchaus auftreten, ohne Belang. — Infolgedessen kann zur Abdichtung eine relativ unelastisches Dichtungsmaterial verwendet werden, das seinerseits den Vorteil der höheren chemi-With such an arrangement, deviations from the nominal length value of the glass column matched to the pressure envelope of 1 - 10 mm in particular of + 1.5 mm as it is with different makes Origin can occur without any concern. - Consequently a relatively inelastic sealing material can be used for sealing, which in turn has the advantage of higher chemical
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seilen Beständigkeit aufweist. In Betracht kommen Materialien, die eine gleichmäßige Druckverteilung auf die Glassäule auf einer größeren Fläche ermöglichen beispielsweise verschiedene Polymerisate von Halogenfluorkohlenwasserstoffen insbesondere Polytetra— fluoräthylen (PTFE) oder schwach chloriertes PTFE (PCTFE). Dieses Dichtungsmaterial wird dadurch gegen die ¥andung der Glassäule gepreßt, daß in beide Seiten der Druckhülle Verschlußstükke mit Außengewinde stopfbuchsartig eingeschraubt werden. Das Dichtungsmaterial und die Verschluß stücke sind zweckmäßigerweise konisch abgeschrägt, Durchmessertoleranzen der Glassäule auszugleichen und damit eine besonders gute Abdichtung zu erreichen. Die Verschlußstücke ihrerseits sind mit Durchbohrungen für Zu- und Ablauf und entsprechenden handelsüblichen Reduzierverschraubungen von i/i6n auf "\/kn versehen. In einem praktischen Ausführungsbeispiel kann die Eingangsseite so ausgebildet werden, daß als stopfbuchsartig wirkendes Verschlußstück direkt die Probenaufgabevorrichtung einer handelsüblichen Apparatur für die Hochdruckflüssigchromatographie (HPLC) benutzt werden kann«ropes resistance. Materials that allow a uniform pressure distribution on the glass column over a larger area come into consideration, for example various polymers of halofluorocarbons, in particular polytetrafluoroethylene (PTFE) or weakly chlorinated PTFE (PCTFE). This sealing material is pressed against the end of the glass column by screwing sealing pieces with external threads like a stuffing box into both sides of the pressure envelope. The sealing material and the closure pieces are appropriately tapered to compensate for diameter tolerances of the glass column and thus to achieve a particularly good seal. The closing pieces themselves are provided with through-bores for inlet and outlet and corresponding commercially available reducing screw connections from i / i6 n to "\ / k n . In a practical embodiment, the inlet side can be designed in such a way that the sample application device of a commercially available apparatus directly acts as a gland-like closing piece can be used for high pressure liquid chromatography (HPLC) «
Der Zwischenraum zwischen Druckhülle und Glas säule wird über eine gesonderte Zuleitung mit Fließmittel gefüllt, nämlich mit dem Medium, das das Innere der Glassäule durchströmt, wobei vorhandene Luft oder sonstiges Gas über einen vorzugsweise am entgegengesetzten Ende der Druckhülle angebrachten Entlüftungsstutzen entweichen kann. Nach Schließen des Entlüftungsverschlusses baut sich im Zwischenraum ein Druck auf, der dem entspricht, mit dem das Medium auf das obere Ende der Glassäule aufgegeben wird (300 bis 500 bar). Derselbe Druck wirkt auch von außen auf das untere Ende der Glassäule, während hier im Inneren der Glassäule nur ein wesentlich geringerer Druck herrscht, von z. B. 3-5 bar. Trotzdem wird die Glassäule durch diese Druckdifferenz nicht zerstört, weil die Rohrform auf Grund bekannter physikalischer Gesetzmässigkeiten gegenüber einem von außen wirkenden Druck eine größere Stabilität aufweist als gegenüber einem von innen wirkenden Druck. Die Höhe des Toleranzdruckes ist eine Funktion des .Durchmessers,der "Wandstärke und der Länge der Säule. Hinzu kommt, daß der Säulenfüllung (Sorptionsmittel + mobile flüssige Phase)The space between the pressure envelope and the glass column is filled with fluid via a separate supply line, namely with the medium that flows through the interior of the glass column, air or other gas being present via a preferably opposite one Vent nozzle attached to the end of the pressure envelope can escape. After closing the vent A pressure builds up in the space that corresponds to that with which the medium is applied to the upper end of the glass column (300 to 500 bar). The same pressure acts on that from the outside as well lower end of the glass column, while here in the interior of the glass column there is only a much lower pressure, from z. B. 3-5 bar. Nevertheless, the glass column is not affected by this pressure difference destroyed because the pipe shape due to known physical laws against an externally acting pressure a has greater stability than against a pressure acting from the inside. The level of the tolerance pressure is a function of the .Diameter, the wall thickness and the length of the column. that the column filling (sorbent + mobile liquid phase)
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ein stabilisierender Effekt zugeschrieben werden muß.a stabilizing effect must be ascribed.
Nach Ablassen der Luft aus dem Zwischenraum über den Entlüftungsverschluß kann es nicht zur Ausbildung von Luftpolstern kommen, so daß nach Druckschwankungen keine Memory-Effekte auftreten.After the air has been released from the space through the venting cap, air cushions cannot form, so that no memory effects occur after pressure fluctuations.
Da die Abdichtung des Zwischenraumes durch Anpressen einer Dichtmasse gegen die Außenwand des Rohres erfolgt, braucht die Lage der endständigen Fläche innerhalb weiter Toleranzen z. B. von 1-10 ml speziell von + 1,5 mm Glassäulen-Soll-Länge nicht festgelegt zu sein. Ein eventuell auftretendes Toleranzvolumen wird durch eine* mit dem unteren Auslauf der Glassäule in Verbindung stehende Glas-Kapillare bzw. einer mit PTFE ausgekleideten V. Α-Kapillare überbrückt, wobei diese Kapillare zweckmäßigerweise gegenüber dem Verschlußstück verschiebbar angeordnet ist.Since the gap is sealed by pressing a sealing compound against the outer wall of the pipe, the Position of the terminal surface within wide tolerances z. B. from 1-10 ml especially from + 1.5 mm nominal glass column length to be set. Any tolerance volume that may arise is indicated by a * in connection with the lower outlet of the glass column standing glass capillary or a PTFE-lined V. Α capillary bridged, this capillary expediently arranged displaceably relative to the closure piece is.
Eine so konstruierte Säule für die Hochdruckflüssigchromatographie besitzt große Vorteile. Sie kann einfach gestaltet sein, ohne daß schädliche Totvolumina und dadurch störende Memory-Effekte bzw. andere Störungen beim Gebrauch auftreten. Auch können vom Fließmittel keine Dichtungsbestandteile aufgelöst werden. Andererseits gestattet die einfache Ausführung eine leichte Handhabung. Vorzugsweise können auf Grund des einfachen Aufbaus und der dadurch gegebenen schnellen Austauschbarkeit der Glassäule mit Sorptionsmaterial vorgepackte Glassäulen, sog. Fertigsäulen, insbesondere mit standartisierten Trennleistungen verwendet werden. Die Säule läßt sich schnell auswechseln und in handelsübliche HPLC-Geräte einbauen. In solch einem handelsüblichen Gerät läßt sie sich auch zusammen mit weiteren Einbauten thermostatisieren.A column so constructed for high pressure liquid chromatography has great advantages. It can be designed simply, without damaging dead volumes and thus disruptive memory effects or other malfunctions occur during use. Also, no sealing components can be dissolved by the flow agent will. On the other hand, the simple design allows easy handling. Preferably can due to the simple Structure and the resulting quick interchangeability of the glass column with sorption material pre-packed glass columns, so-called. Ready-made columns, in particular with standardized separating capacities be used. The column can be exchanged quickly and installed in commercially available HPLC devices. In such a commercial one The device can also be thermostated together with other built-in components.
Jn der beigefügten Zeichnung ist eine spezielle, bevorzugte Ausführungsform einer Säule nach der Erfindung im Längsschnitt dargestellt:In the accompanying drawing is a specific, preferred embodiment a column according to the invention shown in longitudinal section:
Mit (i) ist das Sorptionsmittel bezeichnet,(2) ist die Glassäule und (3) die Druckhülle. Mit (4) ist der zwischen Glassäule und(I) is the sorbent, (2) is the glass column and (3) the pressure envelope. With (4) the one between the glass column and
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Druckhiille vorhandene Zwischenraum bezeichnet. (5) ist die Dichtung, die die Glassäule am Eingang umschließt. Sie wird durch das aufgeschraubte Verschlußstück (6) gegen die Wandung der Glas— säule (2) und gegen die Druckhülle (3) gepreßt. In gleicher Veise ist der Zwischenraum (4) an der Ausgangsseite der Glassäule (2) durch die Dichtung (7) und Verschlußstück (8) abgedichtet. Die Dichtungen (5) und (7) bestehen aus Polytetrafluoräthylen (PTFE). In der Zeichnung sind die Anpreßflächen der Dichtungen (5) und(7)und der Verschlußstücke(6) und (8) konisch ausgeführt.Druckhille referred to existing space. (5) is the seal that encloses the glass column at the entrance. It is pressed by the screwed-on closure piece (6) against the wall of the glass column (2) and against the pressure envelope (3). In the same way, the space (4) on the exit side of the glass column (2) is sealed by the seal (7) and the closure piece (8). The seals (5) and (7) are made of polytetrafluoroethylene (PTFE). I n the drawing are conical, the pressing faces of the gaskets (5) and (7) and the closing pieces (6) and (8).
Die Glassäule (2) ist durch zwei durchbohrte Stopfen aus PTFE (9) und (1O) verschlossen, wodurch die Füllung (i) mechanisch gehalten wird und die Kapillaren (11) und (22) zentriert werden. In den Stopfen (9) ist eine Kapillare (11) mit 1/16" Außendurchmesser geführt, die als Zuführung für das Fließmittel und für die Proben dient. Von der Kapillare (11) zweigt vor der Probenaufgabe (12) die Druckausgleichskapillare (13) at>, <üe über einen seitlich auf die Druckhülle (3) aufgeschweißten Stutzen (i4) mit dem Zwischenraum (4) in Verbindung steht.The glass column (2) is closed by two perforated stoppers made of PTFE (9) and (10), whereby the filling (i) is held mechanically and the capillaries (11) and (22) are centered. A capillary (11) with 1/16 "outer diameter is inserted into the stopper (9) and serves as a feed for the flow agent and for the samples. a t>, <ü e is connected to the intermediate space (4) via a connector (i4) welded to the side of the pressure envelope (3).
Die Druckausgleichskapillare (13) ist gegen den Stutzen {lh) mit einem Dichtkonus aus Metall (15) und einer anpressenden Überwurfmutter (16) abgedichtet. In ähnlicher ¥eise ist die Kapillare (ii) gegen das Verschlußstück (6) durch einen Dichtkonus (17) eine Überwurfmutter (i8) abgedichtet. Gegenüber dem Stutzen (14) ist am anderen Ende der Druckhülle (3) ein Entlüftungsstutzen (19) seitlich angeschweißt, der über einen Blindverschluß (20) mit einer dorchbohrten Verschlußkappe (21) abgedichtet ist. Über diesen Entlüftungsstutzen (19) kann der Zwischenraum (h) beim Betrieb der Vorrichtung sowohl entlüftet als auch druckentlastet und in Sekundenschnelle durchgespült werden.The pressure compensation capillary (13) is sealed against the socket {lh) with a sealing cone made of metal (15) and a compression nut (16). In a similar way, the capillary (ii ) is sealed against the closure piece (6) by a sealing cone (17) and a union nut (i8). Opposite the nozzle (14), a vent nozzle (19) is welded to the side at the other end of the pressure envelope (3) and is sealed by a blind cap (20) with a screw-drilled cap (21). The space (h) can both be vented and depressurized and flushed through in a matter of seconds via this venting connection (19) when the device is in operation.
Der abschließende Stopfen (1O) ist durchbohrt. Darin steckt die Abflußkapillare (22), die gegen das Verschlußstück (8) verschiebbar angeordnet ist. Die Verschiebbarkeit wird durch eine Kegeldichtung (23) nebst Überwurfmutter (2^) erreicht, wobei die Dichtung (23) aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) sein kann.The final plug (1O) has been drilled through. That’s where it’s Drain capillary (22) which can be displaced against the closure piece (8) is arranged. The displaceability is achieved by a cone seal (23) together with a union nut (2 ^), whereby the Seal (23) made of polytetrafluoroethylene (PTFE) can be.
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Zwischen dem Stopfen (1O) und dem Verschluß stück (8) befindet sich ein Toleranzvolumen (25)> durch das Längendifferenzen von Glassäule (2) und Druckhülle (3) ausgeglichen werden. Dieses Toleranzvolumen (25) wird durch die Abflußkapillare (22) überbrückt und kann sich deswegen chromatographisch nicht nachteilig auswirken.Between the plug (1O) and the closure piece (8) is located a tolerance volume (25)> be compensated by the length differences of the glass column (2) and pressure envelope (3). This Tolerance volume (25) is bridged by the drainage capillary (22) and therefore cannot have any disadvantageous effects in terms of chromatography.
Die Verschlußstücke (6) und (δ) können gegenläufige Gewinde aufweisen, so daß eins mit Linksgewinde, d&s andere mit Rechtsgewinde ausgestattet 1st.The closure pieces (6) and (δ) can have opposing threads so that one is equipped with a left-hand thread, the other with a right-hand thread.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2739860A1 (en) | 1979-03-15 |
| DE2524751B2 (en) | 1977-12-29 |
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